| 研究概要 |
鉄鋼業においてマルチフェイズフラックスを利用した脱リンを行う際、スラグ中に固相として存在することが想定されるCaO-P2O5-SiO2三元系の酸化物(固相)中のリン酸化物の活量測定を行う。特に、本研究では、(CaO)3P2O5-(CaO)2SiO2間の様々な組成の酸化物(固相)を測定対象とし、ダブルクヌーセンセル-質量分析法を用いて酸化物中のリン酸化物の熱力学諸量を得ること目的とした。(CaO)3P2O5-(CaO)2SiO2の状態図によれば、脱リン温度の1300-1400℃では、組成によりα'C2S,α'C2S+R,R,R+A,A,S+R,S,C3P+Rと様々な相が存在する。ただしR=(αC2S-αC3P)ss,A=((CaO)7P2O5(SiO2)2)ss,S=solid-solution fieldである。本年度は、各組成の試料を作製し、ダブルクヌーセンセル-質量分析法を用いて熱力学測定が可能な条件を調査した。質量分析法では、試料と平衡するガスの蒸気圧をそれに比例したイオン電流として検出する。測定対象とした酸化物についてこの手法を用いて検出可能なガス種を調査した。酸化物の組成により異なるが、1300℃前後の温度で酸化物中の心リン酸化物と平衡するリン(P2)およびリン酸化物(PO,PO2)のイオン電流を検出することが可能であった。これらのイオン電流と標準試料からのイオン電流を比較することで、目的とする熱力学諸量を得ることができることが分かった。
熱力学測定において標準試料として利用する物質、アルミニウムフォスフェイト(AIPO4)やカルシウムフォスフェイト(Ca2P2O7)ついて、ダブルクヌーセンセル-質量分析法を用いてこれらの物質の生成自由エネルギーなどの熱力学諸量を測定し、過去の報告値の検証を実施した。これらの測定結果が、測定法の異なる過去の文献値とよく一致することから、この手法による熱力学測定が妥当であることが証明された。
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